사이트맵 ×

토탈산업
플라스틱재팬
현대보테코

기술과 솔루션

엠쓰리파트너스
hnp인터프라
휴먼텍
한국마쓰이
기사제목
- 열·진동 전달하고 손 움직임 동시 측정 가능한 시스템 개발- 액체 금속 프린팅으로 센서, 발열 히터, 도선 제작… Adv. Funct. Mater. 표지 게재   보는 가상현실에서 진화해 손으로 만지고 느끼는 가상현실 장갑 기술이 개발됐다. 장갑 제작에는 액체 금속을 인쇄하듯 찍는 기법이 쓰였다. 이번 연구는 첨단 기능성 재료 분야 권위 학술지인 어드밴스드 펑셔널 매터리얼즈(Advance Functional Materials)의 가상·증강현실 특별호 권두 표지논문으로 선정돼 9월 24일 자로 출판됐다.   장갑 위의 10개의 센서, 손가락 끝의 3개의 진동자, 손바닥의 8개의 히터가 표시되어 있음(좌측). 손바닥 부분의 히터에 열을 가했을 때의 온도를 열 감지 카메라를 이용하여 촬영한 모습(우측 상단)과 장갑을 이용하여 측정된 손가락 움직임을 가상의 손으로 구현한 모습(우측 하단).   연구진이 개발한 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감과 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다. 이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있고, 뜨거운 물 속 쇠공을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣다 뺀 것 같은 순차적 온도 변화를 느낄 수 있다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도 차이를 느끼는 것도 가능하다.개발된 장갑 시스템은 자극 전달과 센서 기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상 기술 훈련이나, 게임, 엔터테인먼트 분야에 폭넓게 적용할 수 있다.   [그림 2] 액체 금속 프린팅 기술을 적용한 가상현실 체험 장갑 모식도(상단) 개발한 장갑의 개념도. 장갑 위에는 5개 손가락 10개의 관절 움직임이 측정 가능한 센서, 엄지‧검지‧중지 끝에 진동자가 시트 형태로 제작되어 부착됐다. 또 장갑 아래에는 5개 손가락 끝, 손바닥의 3부분에 열을 발생시키는 히터가 시트 형태 히터가 있다.(하단 좌측) 액체 금속을 프린팅하여 제작한 히터, (하단 우측) 액체 금속이 커넥터와 연결되는 부분의 확대도이 장갑의 센서, 발열 히터, 도선 같은 주요 부품은 자체 개발한 액체 금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작돼 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있다. 연구팀은 선행연구로 액체 금속 프린팅 기법을 이용한 고정밀 유연 센서 제작 기술을 개발했다.배 교수는 “액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 최초의 연구”며, “액체 금속 프린팅 기법을 이용한 다양한 착용형(웨어러블) 시스템의 개발에도 큰 기여를 할 연구”라고 설명했다.리모컨으로 조작하는 가상현실 세계는 몰입감이 떨어진다. 현실에서는 손으로 물체를 만지거나 조작하기 때문이다. 페이스북처럼 메타버스 산업에 뛰어든 기업들이 손이나 손목의 움직임을 측정하는 기술을 앞다퉈 개발하는 이유다.   [그림 3] 개발한 장갑을 실제 VR에서 사용한 영상 캡쳐따뜻한 물에 담긴 뜨거운 공을 잡는 동작을 수행함. 따뜻한 물에 손이 잠길수록 새끼손가락 부분부터 온도가 변하는 것을 볼 수 있으며, 뜨거운 공을 잡았을 때 손가락 끝에 진동이 발생하고, 공을 잡은 부분의 온도는 더 올라감. 공을 잡는 손가락 움직임은 장갑의 센서로 측정됨. 연구진은 개발한 장갑 시스템은 여기서 한 발 더 앞서 촉각까지 자극할 수 있다. 시각이 사람 감각의 약 70% 이상을 차지하는 특성상 기존의 가상현실 시스템은 주로 시각 정보를 전달하는 데 초점을 맞춰왔지만, 더 진짜 같은 가상현실 세계를 만들기 위해서는 다른 감각을 자극해야만 한다.배 교수는 “개발된 가상현실 장갑은 4차 산업혁명의 핵심적인 기술로 언급되는 VR·AR 분야의 혁신적인 인터페이스가 될 것”이라고 기대했다. 배 교수는 액체 금속을 이용한 소프트센서 기술로 2017년에 ㈜필더세임(Feel the Same)을 창업해, 실험실 개발 기술의 상용화에 앞장서고 있다.한편, 가상현실 기술은 최근 증강현실(Augmented Reality, AR)과 함께 훈련, 게임, 엔터테인먼트 등의 분야에 폭넓게 사용되고 있다. 그 시장 규모도 2027년까지 전 세계 약 621억 달러에 이를 것으로 예측된다.이번 연구는 서울대학교 기계공학과 고승환 교수팀과 공동으로 수행되었으며, 한국연구재단 중견연구, 선도연구센터의 연구 지원을 통해 이뤄졌다.   * 논문명: A Liquid Metal Based Multimodal Sensor and Haptic Feedback Device for Thermal and Tactile Sensation Generation in Virtual Reality   문의: 대외협력팀 김학찬 팀장, 양윤정 담당 (052)217-1228 기계공학과 배준범 교수 (052)217-2335    
취재부 2021-10-21
기사제목
자료제공 : LS엠트론 김영기 고문010-6603-8210 / ykkim2025@gmail.com5. 성형작업을 위한 준비 및 기계조작프로세스에 영향을 주는 요소와는 달리, 무결점 생산공정을 확보하기 위해서는 다른 면들이 고려되어야 한다. 즉 이들 고려되어야 할 항목들이 아래에 간략하게 명시되어있다.1) 금형만약 이것이 금형의 사전 점검 일부로써 실행되지 않았다면, 생산에 앞서 하기 조항들이 점검되어야 한다.• 금형의 육안 검사- 금형에 필요한 수리 작업이 완료되었나?- 기계에 적합한 금형의 로케이트링, 스프루 부쉬(노즐 구경), 이젝터 커플링을 갖추고 있나?- 절연판이 설치되어 있나?- 눈에 보이는 면과 파팅 면에 손상이 있는지 점검했나?- 깨끗한 밴팅이 공급되었나?- 날짜 스탬프가 제대로 설정되어 있나?- 움직이는 부속품에 그리스를 주입하였나?• 금형 기능성 점검- 금형 보호 압력과 거리가 최적으로 설정되었나?- 이젝터 동작이 용이한가?- 슬라이드가 올바른 위치에 있나?- 리밋스위치의 기능을 확인했나?- 금형의 온도조절장치나 유압 배관의 체결상태를 확인했나?- 이형 공정을 확인했나?- 가열되는 동안 핫런너나 유지온도의 온도 프로파일을 갖고 있나?- 모든 냉각수가 제대로 연결되어 있나?- 온도조절장치의 출력이 충분한가?- 초물을 철저히 검사했나? (종물과 비교)• 생산 완료 후 금형 관리- 금형 청소 후 방청시키고 그리스를 칠한다.- 금형이 손상되었는지 점검한다.- 필요 시 금형 수리를 의뢰한다.- 온도조절장치가 밀폐되도록 온도조절장치의 매체를 드레인시키고 채널을 씰 처리한다.- 최종 생산품을 금형에 부착시켜 놓는다.2) 재료사출성형기, 재료 준비와 설비 주변의 불충분한 청결 상태는 원재료와 성형품에 대한 오염의 원인이 될 수 있다.- 재료를 교환할 때 드라이어, 필터와 호퍼를 깨끗하게 청소한다.- 호퍼에 커버를 덮는다.- 호퍼 안에 자석을 넣는다.- 개봉한 재료의 백을 막아서 오염으로부터 보호한다.- 건조 공정 후 수분을 많이 흡수하는 재료는 습기가 많은 장소에 장시간 노출시키지 않는다.- 건조시간을 포함, 재료 건조를 정확하게 시킨다.- 사출량이 적은 경우에는 수분 흡수를 방지하기 위해서 호퍼 안의 수지량을 조절한다.3) 기계사출성형기, 금형과 주변장치에 대한 주기적인 유지관리는 생산 중에 발생할 수 있는 불필요한 중단을 줄여준다.- 안전과 기능에 관련된 모든 감시장치를 규칙적으로 점검한다. (예를 들면 안전문과 커버, 그리고 리밋스위치와 위치 센서 등)- 작동유의 온도와 레벨, 그리고 상태(청정도, 동점도, 금속 함유량 등)를 점검한다.- 중앙윤활유 공급장치 혹은 기계의 윤활 상태를 점검한다.- 실린더(바렐)의 수지 공급 부의 온도를 점검한다.- 온도센서의 기능과 올바른 설치 위치를 확인한다.- 밴드 히터의 올바른 설치와 고정상태 등을 확인한다.- 난리턴밸브(스크류 팁)의 기능을 점검한다.- 가소화 실린더(바렐)의 마모상태를 점검한다.- 기계의 누유 상태를 점검한다.- 최대 형체력이 충분한 지 확인한다.4) 주변장치- 온도조절장치에 올바른 작동온도를 설정했나?- 처리량이 충분한가?- 사용된 온도조절장치의 용량은 충분한가?- 재료 운송을 점검했나?5) 공정 변이사이클 시간이나 품질 변화가 하기 항목에 의해서 원인이 될 수 있다. - 잔여 쿠션량에 변동이 있나?   • 난리턴밸브(스크류 팁)와 가열 실린더의 마모 점검   • 정확한 석백 설정   • 계량 조건 확인   • 초기 사출 속도 증가(난리턴밸브(스크류 팁)의 닫힘 동작 특성을 증가시켜 주기 위함)- 정확한 배압을 설정해라.- 쿠션량이 최적의 범위 내에 너무 적거나 크지는 않나?- 계량 시간에 변동이 있나?- 계량 시간이 냉각 시간 이내에 들어오나?- 매우 짧은 계량 시간은 열적·기계적 재료의 이질성에 대한 결과를 초래할 수 있다. (기계의 계량용량 점검)- 사출량이 스크류 직경에 적합한가?- 사출 압력에 큰 변화가 있나?- 절환점이 초과하거나 미달하진 않는가?- 절환점에 도달하자마자 스크류가 뒤로 밀리나?- 수지 공급부의 온도를 점검하라.- 수지 공급부에서의 재료 공급이 원활한가?- 압력이 사출 압력 한계까지 도달하나?- 용융온도의 측정값이 추천하는 공정온도의 범위 내에 있는가?- 용융이 설정한 사출 프로파일대로 사출되어야 한다.- 니들 온도계로 온도를 측정하라.(기계의 프레임에서 사출된 재료를 제거시킨다.)- 생산 중 금형 온도에 변화가 있는가?6. 플라스틱 수지 데이터
편집부 2021-10-09
기사제목
Ⅰ. 플라스틱의 역사: 재료과학과 환경과학의 관점재료과학의 관점에서, 석기시대, 청동기시대, 철기시대를 지나서 현재는 플라스틱 시대에 살고 있다고 할 수 있다. 플라스틱은 우리가 일상에서 사용하는 의류, 컴퓨터, 자동차, 가구 등 광범위하게 사용되고 있으며, 혁신적인 합성, 제조, 가공 기술의 발전을 통해 인구의 폭발적 증가와 인류의 삶을 풍요롭게 하고 있다. 미국의 찰스 굿이어(Charles Goodyear)의 1839년 천연고무의 가황 가공법 발명을 통해 시작된 플라스틱의 발전은, 리오 베이클랜드(Leo Hendrik Baekeland)가 1907년에 페놀과 포름알데히드를 반응시켜 얻은 베이클라이트(Bakelite)라는 상품명으로 페놀수지를 인공적으로 합성하면서 본격적으로 확대되었다. 그 후 20세기 후반 들어 석유화학공업의 눈부신 발전에 힘입어 현재와 같은 플라스틱 시대를 맞이하게 되었다. 지금은 전 세계적으로 2억7천만 톤의 플라스틱이 생산되고 있으며, 이는 원유생산량의 약 8%에 해당한다. 우리나라도 플라스틱 생산에 있어 세계에서 4, 5위를 차지하고 있다. 1, 2이와 같은 플라스틱의 유용성과 함께, 지구환경의 관점에서 플라스틱은 오늘날 인류의 환경문제에서 가장 중요하고 시급한 위협요인이 되었다. 플라스틱은 지구환경 역사에서 새로운 시대로 논의되고 있는 인류세(Anthropocene)를 정의하는 과정에서 가장 핵심적인 재료 중 하나로 제시된 바 있다. 플라스틱이 1900년대 초에 개발된 이후 1950년대부터 급격히 증가하여 오늘날에 이르고 있으며, 대부분의 플라스틱 공급의 대부분을 차지하는 육상기원 플라스틱은 다양한 경로를 통해 육상에서 해양까지 이동하며, 파편화되고 미세플라스틱으로서 환경 중에 반영구적으로 존재하여 인류의 흔적을 나타내고 있는 것이다. 또한, 플라스틱 오염의 전 지구적이며 비가역적인 특성은 지구한계선 관점에서의 화학 오염 기준의 주요 부분을 만족시키고 있으며, 지구생태계에 대한 영향 측면만이 좀 더 검토되어야 할 기준으로 남아 있다. 3, 4 최신 연구 및 총설들이 플라스틱 오염의 심각성과 전 지구적 관점에서의 특징을 이야기하고 있으나, 환경문제로서의 미세플라스틱의 측정기술의 문제에서부터 분포 및 이동과정 등 환경 거동까지 여전히 많은 부분이 충분히 이해되지 못하고 있음을 지적하고 있다. 5-7   Ⅱ. 최근 연구를 통해 본 미세플라스틱 환경과학 연구의 시사점1. 연구대상 지역의 필요환경에서 플라스틱이 주로 문제가 되는 것은 재활용과 같은 처리 및 관리체계에서 벗어나 생물, 물리, 화학적인 다양한 환경 내 과정을 통해 생태계에 분포하게 되는 미세플라스틱이 주 대상이 된다. 육상 발생 플라스틱의 해양 유입 현황에 대한 전 지구적 심각성이 제시된 이후로 8 해양환경에서 미세플라스틱의 생태계위해성 연구와 저감 노력에 대한 노력이 요구되고 있다. 그러나, 이러한 해양환경 자체에 비해 해양과 연결되는 육상 수 환경을 비롯한 육상환경에서의 미세플라스틱에 대한 이해는 부족하며 앞으로의 과제로 남아 있다. 5 과거 10여 년간 환경과학 분야 200여 편의 논문을 분석한 결과를 통해 강, 호수, 토양 및 공기 중에서의 미세플라스틱 연구와 환경 상호작용과 같은 육상환경에서의 미세플라스틱 오염 연구가 제한적으로 이루어지고 있음이 제시되었다. 또한, 환경 연속성의 측면에서 대기-육상(토양)-하천-하구-해양의 각 영역에서의 특성 및 상호작용에 관한 연구도 제한적으로 이루어지지 못하고 있다. 해양으로 배출된 미세플라스틱은 제거와 저감방안을 찾기에는 근본적인 한계가 있기 때문에 해양 유입의 경로를 파악하여 유입량을 줄이는 방안을 찾는 것이 시급하며, 플라스틱 사용량 자체를 줄이기 위한 재료공학적, 사회과학적 연구가 시급하다고 하겠다. 물론 지금까지 해양으로 배출된 플라스틱의 분포 및 거동을 규명하여 생태계 영향을 최소화할 수 있는 노력도 병행해야 할 것이다. 실제 해양으로 배출된 플라스틱 중 표층 환경에 분포하는 것은 전체 배출량의 1% 수준이며, 대부분은 해저에 분포하는 것으로 생각되고 있다. 최신 연구 결과에 의해 이러한 해저 면으로의 플라스틱 유입 과정이 일부 밝혀지고 있으며, 해양 심해저의 생물다양성 중요지점과 미세플라스틱 중요지점과 유사할 것으로 예상되어 향후 해양생태계 영향 연구에 중요한 발견이면서 위협요인을 제시하고 있다. 92. 미세플라스틱 발생원 연구의 필요전 세계 플라스틱 생산의 절반이 아시아에서 생산되고 있고 유럽과 북미에서 나머지가 생산되고 있으며, 해양환경 미세플라스틱의 80%는 육상기원의 미세플라스틱으로 알려져 있다. 그러므로 육상환경에서 플라스틱 생산 및 이용 특성과 미세플라스틱으로 환경 유입의 과정을 이해하는 것이 매우 중요한 연구대상이 되고 있다. 전반적인 관점에서 미세플라스틱의 발생과 이동과정에 대해서 이해되고 있으나, 산업의 거의 모든 분야에서 사용되는 플라스틱은 사용 특성(일회성, 반복 또는 장기 사용 등), 재료적 특성 등 다양한 특성에 따른 발생체계는 여전히 알려진 바가 거의 없는 등 발생원에 관한 연구는 매우 제한적이다. 대부분의 해양 연구들이 잠정적으로 육상 수 환경을 미세플라스틱의 발생원으로 제시하고 있으나, 육상 수 환경은 미세플라스틱의 이동 경로로서의 역할이 더 클 수 있으며, 육상 수 환경으로의 미세플라스틱 유입 자체에 관한 연구가 더욱 필요하다고 할 수 있다. 5, 7 향후 발생원 연구의 진전에 따라 플라스틱의 생산, 이용, 처리의 과정의 정책적 변화가 예상되며, 사회과학적 접근을 통해 시민사회의 플라스틱 사용 문화의 변화가 일어날 때 미세플라스틱 발생원에 대한 관리가 가능하게 될 것이며, 이는 최종적으로 전 지구적인 미세플라스틱의 저감 및 해양생태계의 보전으로 이어질 수 있을 것이다. 3. 미세플라스틱의 이동 경로 연구의 필요오늘날 생산된 플라스틱의 절반 정도는 포장용 플라스틱이며, 대부분의 플라스틱 쓰레기는 아시아에서 발생하지만, 인구당 발생량은 미국, 일본, 유럽연합이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 적절히 수집된 플라스틱 쓰레기는 재활용되거나 매립 및 소각처리 되고 있다. 그러나, 전 세계적으로 재활용 비율은 아직 높지 않으며, 재활용의 개념도 1980년대 이후에나 나타난 방식이며, 2015년까지 전체 생산된 플라스틱의 9% 정도만이 재활용된 것으로 보고되고 있다. 10 따라서, 재활용되지 않은 대부분의 플라스틱 쓰레기는 소각을 통해 제거된다고 하더라도 상당한 양이 매립토 속에 있거나 궁극적으로는 환경 중으로 유출된다고 할 수 있다.강우 또는 하수처리장을 거쳐 수 환경으로 흘러 들어간 플라스틱은 미세플라스틱으로 환경 중에 나타나게 된다. 하수처리장 배출수에서도 미세플라스틱이 발견되지만, 슬러지에 퇴적된 많은 양의 미세플라스틱은 슬러지 처리 과정(농업, 매립 등 포함)에서 환경 중으로 유출되는 것으로 알려져 있다. 11 미세플라스틱의 환경으로 이동 경로에서의 분해 특성, 미세플라스틱 재질별 특성 등의 미세플라스틱 유출 상세 특성을 파악함으로 환경 유출을 저감하는 방안 마련을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이다. 특히 수 환경으로 유출은 이후 수 환경 내에서의 다양한 물리, 화학, 생물학적 과정과 결합하여 일어나는 미세플라스틱의 거동 및 생태독성 연구와 연계될 수 있을 것이다.4. 미세플라스틱 발생량 연구의 필요최근 급증한 미세플라스틱에 관한 많은 연구에도 불구하고, 미세플라스틱 분석 및 발생량을 추정하기 위한 방안은 여전히 많은 발전이 필요한 영역이라고 할 수 있다. 다양한 매체(대기, 토양, 담수 및 해수)에서 미세플라스틱 연구가 진행되었으나, 측정에 대한 시공간적 다양성 및 측정 방법의 다양성이 존재하여 상호연계하여 환경 중에서의 미세플라스틱 거동을 모델링하거나 정량적으로 평가하는 데는 많은 한계가 존재하고 있다. 12 실제적으로 측정한 미세플라스틱의 중량을 측정한 연구는 매우 제한적이며, 측정 방법의 불일치로 인해 정량적 분석이 어려운 경우도 많다. 시료 채취 방법으로서 일반적으로 GESAMP(Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection)에서 제안되는 방법을 사용하고 있으나, 해양과 담수 환경에서 사용 방법 및 단위표시의 통일성이 빠져 있으며, 크기별 시료 채취에도 차이가 있어 상호비교가 어려운 경우가 많다. 무엇보다 부분 시료 채취를 통한 환산과정에서 미세플라스틱의 양이 과소 또는 과대 평가될 위험성이 남아 있다. 특히 수 환경에서는 저인망의 사용 표준화 및 작은 미세플라스틱을 포집할 수 있는 방법을 적용하는 것이 권장되고 있다5. 수 생물 및 수생태계 영향 연구의 필요앞서 언급한 바와 같이 생물 및 생태계 연구에서도 해양환경에서의 연구가 많은 반면, 담수 환경에서의 연구는 적은 편이기 때문에 담수생태계에서의 미세플라스틱 거동에 관한 연구가 절대적으로 필요하다고 할 수 있다. 실제 최근까지의 미세플라스틱 생태독성 연구에서 해양생물을 대상으로 한 연구가 전체의 77%에 달했으며, 담수생물에 관한 연구는 초기 단계에 있음이 보고된 바 있다. 13 또한, 지금까지 미세플라스틱의 섭식에 의한 생물 및 생태계 영향이 주로 연구되어 왔으나, 미세플라스틱 입자를 매개로 한 생태계 영향에 관한 추가적인 연구가 필요하다. 미세플라스틱의 작은 크기로 인해 섭식 대상으로 주로 여겨져 왔으나, 5㎜ 이하 크기의 생물도 존재하기 때문에 수중 및 저서 환경에서 미세플라스틱과 유사한 크기의 생물 또는 다른 생물의 초기생활사에 미세플라스틱이 미치는 영향에 관한 연구가 기대된다. 또한, 미세플라스틱을 기질로 하는 미생물 또는 오염물질의 부착영향과 이로 인한 독성의 증가 또는 섭식률의 변화 등 연쇄 효과에 관한 연구도 필요하다. 최근 연구에서 생물에 의한 미세플라스틱의 분쇄가 보고된 바 있는데, 14 이처럼 미세플라스틱이 생물에게 직접적인 악영향을 주지 않고, 생물에 의해 미세플라스틱의 생태계 영향의 가속화 등에 영향을 미칠 수 있는 생태계 내에서의 미세플라스틱 거동에 대한 새로운 지식의 증가가 요구된다. 수생태계는 표층, 수중, 저층 및 퇴적물 등 다양한 서식 환경과 다양한 생물군이 상호 연계되어 있는바, 생태계 내 유입 미세플라스틱의 생태계 내 거동에 관한 집중적인 연구가 필요하다. 어류 종의 생활사 특성에 따른 미세플라스틱 거동의 차이에 대한 최근 보고에서 나타나듯, 동일 생물군(예, 어류) 내에서도 미세플라스틱 거동은 차이가 날 수 있으며, 그만큼 생태계 내 거동은 복잡할 수 있음을 시사한다. Ⅲ. 최근 연구를 통해 본 미세플라스틱 재료과학 연구의 시사점1. 미세플라스틱 분리 및 전처리 방법 연구의 필요수집된 해수 및 담수에는 미세플라스틱 이외의 다양한 물질(모래, 흡착 유·무기물질 등)들이 존재할 수 있기 때문에, 시료 분석을 위해서는 먼저 밀도 분리 및 유기물 분해 과정의 전처리 방법을 수행한다. 러나 미세플라스틱이 생태계에 미치는 영향을 정확히 평가하기 위해서는 우선 환경에 존재하는 시료에 관한 정확한 수집 및 분석 방법이 필요하지만, 현재까지 분리 및 분석 방법에 있어 아직 표준화된 시료 처리 방법이 확립되지 않은 상태이다. 일반적으로 밀도 분리에서는 혼합되어 있는 시료 중 미세플라스틱을 다른 물질과 구분하기 위해 Salt(NaCl, NaI, ZnCl2 등)를 가하여 물의 비중을 높이게 되면, 미세플라스틱은 상층으로 떠오르기 때문에 침전물과 분리를 할 수 있다는 점을 이용한다. 유기물 분해는 현미경 확인 혹은 미세플라스틱에 부착된 유기물을 분해하여 측정하는 데 도움을 주기 위해 수행하는데, 유기물질을 분해하는 시약으로는 과산화수소를 주로 많이 사용한다. 유기물 분해가 된 시료는 전량 회수하여 적절한 공극 크기 및 재질의 필터로 여과하여 입자성 물질을 여과하여 분석한다. 15 또한 생물체의 섭취에 의해 생체조직안에 존재하는 미세플라스틱의 분리를 위해서 효소 분해 방법을 사용한다. 16 특정 유기물(탄수화물, 단백질, 지질 등)과 반응을 하는 효소를 이용하는 방법으로, 미세플라스틱은 손상시키지 않고 생체조직을 제거하는 방법이다. 이외에 알칼리 처리 방법, 색소로 염색하는 전처리 방법, 초음파 처리 방법 등이 있다. 이런 방법 모두 완전한 것은 아니고, 효소 분해 방법은 효소의 가격이 높기에 좀 더 최적화되어야 한다는 한계가 있고, 초음파 처리 방법은 전처리 과정 중에 미세플라스틱이 파괴되거나 더 작게 부서질 수 있다는 단점이 있다. 152. 미세플라스틱의 분석 기술연구의 필요미세플라스틱은 다양한 크기와 모양, 여러 화학구조의 고분자 타입으로 구성되어 있기 때문에 한 가지 분석 방법으로 미세플라스틱을 구별하는 것은 매우 어렵다. 그래서 두 종류 이상의 분석 기술을 혼합하여 미세플라스틱을 분석한다. 일반적으로, 미세플라스틱 분석은 현미경 관찰법(microscopy)을 이용하여 표면 등의 구조적·물리적, 형태적 특성을 관찰하고 분광법(spectroscopy)을 이용하여 플라스틱의 화학적 성질을 규명하는 두 단계의 과정을 통해 생물체 내에 있는 미세플라스틱의 성분을 확인하는 방식으로 연구를 진행하고 있다. 17, 18미세플라스틱의 형태적 분석 방법은 광학 현미경과 전자현미경을 활용하여 관찰 가능하다. 광학 현미경으로는 광학회절의 한계 때문에 수백 나노미터 미만의 크기는 관찰할 수 없기 때문에, 100nm 이하의 미세플라스틱은 주사 전자현미경법(scanning electron microscopy, SEM) 또는 투과 전자현미경법(transmission electron microscopy, TEM)을 활용한다. 그러나 현미경을 활용한 형태적 구조 분석 방법은 비교적 빠르고 쉽게 미세플라스틱을 확인할 수 있지만, 현미경적 방법만으로는 미세플라스틱의 구성성분 분석이 불가능하고, 또한, 플라스틱이 아닌 물질을 미세플라스틱으로 오인할 가능성도 있기 때문에 광학적인 방법과 구성성분을 분석할 수 있는 방법을 동시에 활용하는 방법이 바람직하다. SEM, TEM에 장착된 에너지 분산형 X선 분광분석법(energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS)을 함께 이용하여 물질의 형태와 구성성분에 관한 정보를 알아내는 방법으로 활용할 수 있다. 이런 분석 방법을 통해 독일 Osnabrueck 대학 그룹은 미세플라스틱 내에 함유된 무기물 첨가제(TiO2, Ba, Zn, S 등)의 성분 분석이 가능함을 보였다. 더불어 유기 첨가제를 식별하기 위해 현미경에 열분해 가스 크로마토그래피법(pyrolysis-gas chromatography, Pys-GC-MS) 법을 이용하여 미세플라스틱 내에 함유된 가소제 등의 첨가물(diethyl phthalate, benzaldehyde, 2,4-di-tert-butylphenol 등)을 분석하였다. 19미세플라스틱의 화학적 특성과 조성의 정량 분석은 분광법을 이용하여 그 성질이 연구되어 왔다. 퓨리에 변환 적외선분광법(Fourier transform infrared, FT-IR)은 시료에 적외선을 조사하여 파장에 따른 흡수도를 측정하고 흡수도 띠의 위치와 강도로 물질의 화학적 결합 등의 정성, 정량 분석이 가능하다. 탄소 기반의 플라스틱은 FT-IR에 의해 쉽게 분석이 가능하며 결합의 조성에 따라 그에 해당하는 스펙트라(spectra)가 생성되기 때문에 플라스틱으로부터 유기물과 무기물을 식별하는 데에 유용하다. 라만분광법(Raman spectroscopy)은 특정 분자에 레이저를 투과시켜 해당분자의 전자 에너지 준위 차이만큼 에너지를 흡수하는 현상을 통해 분자의 종류를 알아내는 방법으로 미세플라스틱을 구성하는 각각의 고분자의 독특한 스펙트럼(spectrum)을 통해 구성성분과 조성에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 중국 Guangdong Ocean 대학의 연구그룹은 은(silver) 콜로이드를 활성 기질로 사용하는 표면 증강 라만분광법(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)에 기반한 방법으로 담수와 해수 환경에서 미세플라스틱 및 나노 플라스틱을 높은 감도로 분석할 수 있음을 보였다. 20고분자의 물성 분석에 전통적으로 널리 사용되어 왔던 시차주사 열량계(differential scanning calorimeter, DSC)와 열중량 분석법(thermogravimetric analysis, TGA)을 활용하여 미세플라스틱의 성분과 물성 분석이 가능하다. 독일 Karlsruhe Institute of Technology의 연구그룹은 TGA-DSC를 이용하여 7개 고분자들의 고유한 흡열 상전이 열 유동 변화와 peak 온도를 바탕으로 해양에서 채취한 미세플라스틱 시료에 대해 폴리에틸렌(polyethylene, PE)과 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 성분비를 결정하였다. 21 또 TGA는 열 탈착 가스크로마토그래피 질량 분석계(thermal desorption gas chromatography mass spectrometry, TDS-GC-MS)와 함께 사용되었다. 이 방법은 Pys-GC-MS 보다 약 200배 많은 질량의 시료도 측정이 가능하므로 불균일한 상태의 대용량 미세플라스틱을 정밀하게 분석할 수 있는 장점이 있으며, 시료 속에 함유된 PE, PP, 폴리스타이렌(polystyrene, PS) 등을 정교하게 분리 선별을 할 수 있었다. 22위에서 소개한 것처럼 미세플라스틱을 측정하는 방법은 계속 발전이 필요하다. 종래에는 현미경 직접 관찰에만 의존했으나, 최근에는 FT-IR을 활용하여 폴리머를 확인하고 있다. 그러나 시간이 많이 걸리기에 부분 시료만을 측정하는 경우가 많다. 또한 많은 다른 방법들, 예를 들어, SEM, X-선 형광분석법(X-Ray fluorescence spectrometry, XRF), Pys-GC-MS도 활용되고 있으나, 측정 방법 사이에 측정값 차이가 존재하여 비교연구에 어려움이 되고 있다. 따라서, 시료 채취에서부터 실험실 분석까지의 측정방법론에서 전 세계적인 표준화가 빨리 이루어져야 하며, 측정 결과 단위의 통일도 이루어져야 한다. 나아가, 나노 크기의 미세플라스틱 측정기술이 개발되어야 하며, 전처리 기술과 결합하여 질량과 종류를 정량화할 수 있는 표준화된 방법론 제시가 앞으로의 과제로 제시되고 있다. 3. 미세플라스틱 발생 저감 연구의 필요미세플라스틱의 위협에 대한 사회의 인식이 고조됨에 따라 플라스틱 재활용 기술과 바이오 플라스틱을 이용한 친환경 플라스틱(생분해성 플라스틱) 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 석유계 플라스틱을 대체할 재생 가능하고 토양 매립에 따른 환경 부하가 적은 바이오 플라스틱에 관한 연구가 최근 각광을 받고 있다. 그중 한 가지 예로 하버드대학 Wyss 연구소의 과학자들이 새우껍질에서 분리된 새로운 바이오 플라스틱을 제시했다. 23 이 플라스틱은 지구상에서 2번째로 많이 존재하고, 대부분 버려지거나 비료로 이용되는 키틴(chitin)의 유도체인 키토산(chitosan)에서 만들어졌다는 데 의의가 있다. 특히 친환경 플라스틱의 한 종류인 셀룰로스(cellulose) 복합 플라스틱이 환경에서 완전히 분해되지 않고, 그 용도가 식품이나 음료 보관 용기나 포장 소재에만 제한되고 있는 단점을 극복하는 대체 소재로서 유망하다. 국내에서는 화학연구원 그룹이 셀룰로오스 나노크리스탈의 응집을 효과적으로 막아주는 방법을 이용하여 0.1%라는 매우 소량을 투입했음에도 기존 플라스틱의 역학적 물성에 필적할 정도로 바이오 플라스틱 물성을 향상시킬 수 있는 기술을 제안하였다. 이것은 분해 속도를 조절하면서도 뛰어난 역학적 물성을 뛰어난 바이오 플라스틱을 제조할 수 있다는 데 의의가 있다. 24또한 기존의 플라스틱을 미생물 혹은 미생물 기반 효소로 분해하는 연구도 활발히 진행되고 있다. 2016년에 일본 Kyoto Ins-titute of Technology와 Keio 대학 연구팀이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(poly (ethylene terephthalate), PET) 분해 능력을 갖는 신규 효소를 발견한 이후 PE, PS 등 기존 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물 관련 연구가 속속 보고되고 있다. 25Ⅳ. 결론 및 제언지금까지 살펴본 바와 같이 미세플라스틱에 대한 환경 과학적, 재료 과학적 연구는 아직 가야 할 길이 멀다고 할 수 있다. 모니터링과 측정의 단계에서부터 표준화와 정량화를 완성하지 못하고 있는 것이 현실인 것이다. 물론 그동안 이미 전 세계의 각 분야 전문연구자들이 많은 기술적 발전, 방법론적 발전을 이루고 있음은 틀림없을 것이다. 그러나, 미세플라스틱 문제의 해결이 플라스틱의 생산(및 대체재료 생산), 소비, 처리의 전 과정에서 인류 생활방식의 변화까지 초래할 수 있는 전 지구적, 전 인류적인 현안임에는 틀림없으며, 관련 연구는 기하급수적으로 증가하였으나, 지식은 그렇지 못하다고 할 수 있는 것이다. 서두에서 플라스틱의 전 세계 및 우리나라 생산량도 언급하였는데, 아시아지역이 최대 생산국이자 미세플라스틱 최대 발생국이기도 하기 때문에 앞으로 미세플라스틱의 환경 과학적, 재료 과학적 연구와 나아가 저감 및 해결방안 연구에 우리나라가 기여할 수 있는 기회가 많을 것으로 기대된다.
편집부 2021-10-09
기사제목
자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근< 사출성형 재료 >사출성형 제품을 작업하는 현장에서는 다양한 종류의 플라스틱 재료를 사용하고 있으나 기본적인 어떤 종류의 재료인지, 어떤 물성 특징을 갖추고 있는지, 어느 정도의 온도에서 건조해야 하는지, 또는 가열 온도는 어떻게 해야 하는지를 잘 모르고 현장의 선임 또는 본인의 직감으로 기준을 만들어서 사용하는 경우가 많다. 이러한 잘못된 정보에 의해 건조나 가열 온도로 제품을 생산하다 보면 제품의 기능을 발휘할 수 없기에 자료에 정보를 수집 공유해야 한다. 플라스틱 재료는 열경화성 수지와 열가소성 수지로 나눌 수 있는데, 일반적으로 사출성형은 열가소성 수지를 많이 사용한다.< 열가소성 수지의 종류 >플라스틱은 고분자 화합물로서 약칭해서 고분자의 일종이다.고분자물질은 화학적으로 존재하지만, 인공적으로 만들어진 것을 현재의 플라스틱이라고 하며, 합성수지라고도 한다.플라스틱은 원유의 끊는 점이 30~200도가 되면 가솔린 연료로 사용되는 나프타가 발생한다. 나프타를 재가열하면 석유화학 공업원료인 에틸렌과 프로필렌을 추출할 수 있다. 에틸렌(ethylene) 또는 에텐(ethene)은 가장 간단한 구조를 가진 에틸렌계 탄화수소의 하나이다. 주로 다른 화합물 합성의 원료로 사용되며, 분자식은 C2H4이다. 프로필렌은(Propylene) 프로펜(Propene)이라고도 하며, 불포화 탄화수소 화합물의 일종으로 분자식은 C3H6이다.1) 모노머(Monomer)와 폴리머(Polymer) 고분자(Polymer)는 분자량이 작은 저분자(모노머, monomer)가 화학적으로 결합한 분자량이 큰 화합물을 말하는데, 보통 분자량이 1만 이상인 것을 일컫는다. 각 원자별 분자량 값을 더하면 분자량을 알 수 있다. (물(H2O)의 분자량: 18, 에틸렌(C2H4)의 분자량: 28) Polymer의 어원은 poly(많다), mer(단위)를 뜻하는 고대 그리스어에서 유래가 되었으며, 큰 분자량을 가진 것을 말한다.세계적으로 열경화성 수지는 20% 정도 사용되며, 열가소성 수지가 대부분을 차지한다.또한, 범용고분자가 열가소성 수지의 80% 정도를 차지하는데, 5대 범용 수지로 LDPE, HDPE, PP, PVC, PS가 있다.2) 열경화성 수지와 열가소성 수지3) 결정성 수지와 비결정성 수지4) 5대 범용수지5) 엔지니어링 플라스틱엔지니어링 플라스틱은 기계 부품이나 구조재료 등 공업용 재료로 금속을 대처하는 플라스틱의 총칭이며, 내열성이 100℃ 이상인 것을 범용 플라스틱이라 하고, 150℃ 이상인 것은 고성능 엔지니어링 플라스틱이라 한다.
편집부 2021-10-09
기사제목
- 페인트 도장 과정 필요 없이 사출성형만으로 금속 질감 구현코오롱플라스틱은 엔지니어링 플라스틱을 생산, 판매하는 회사로, 7개 소재군 (KOCETAL®(POM), KOPA®(PA), SPESIN®(PBT), KOPET®(PET), KOPEL®(TPC-ET), KompoGTe®(LFT), KompoGTe®(Composite))을 판매하고 있다. 본 기사는 KOCETAL®(POM) 메탈릭 grade 신규 개발에 관한 내용이다. 자동차 내/외장 부품들은 특성과 용도, 감성 품질 등에 따라 그에 알맞은 페인트 도장을 하게 된다. 하지만 페인트 도장은 시간과 비용이 많이 든다는 단점뿐 아니라 도료 등의 사용에 따른 환경오염의 우려 또한 존재한다. 글로벌 시장에서도 지속적으로 친환경 소재의 요구가 높아지는 만큼, 페인트 도장 과정 필요 없이 사출성형만으로 금속 질감을 구현할 수 있는 메탈릭 POM 소재인 KOCETAL® MC301LO2를 신규 개발하였다.메탈릭 소재의 주요 외관 불량 요소로는 수지가 만날 때 발생하는 Weld line과 수지 흐름 자국인 Flow mark가 있다. 이것은 알루미늄 입자의 배향에 따른 빛 반사 각도의 차이에서 발생하는 것인데, 코오롱플라스틱은 금형 설계 단계부터 알루미늄 입자의 배향과 수지 흐름을 고려한 성형해석 솔루션을 제공하고 있다. 또한 금속 질감과 가장 유사함과 동시에 감성 품질까지 만족시킬 수 있는 최적의 조성도 제공한다.KOCETAL® MC301LO2의 첫 번째 특징으로는 알루미늄 입자가 첨가되었음에도 기존 KOCETAL® POM 소재와 유사한 기계적 강도를 구현하는 점이다.KOCETAL® MC301LO2의 두 번째 특징으로는 low VOC 및 low odor(저취) 특성으로, POM에서 발생하는 Formal-dehyde를 억제하여 자동차 내장재 등 사람이 냄새를 느낄 수 있는 부품에도 사용이 가능한 소재이다. KOCETAL® MC301LO2의 세 번째 특징으로는 높은 Flop index 값으로, 이것은 시야각에 따른 빛의 변화를 수학적으로 나타내는 척도이다. Flop index는 사람이 느끼는 금속 질감의 정도를 표현할 때 사용되는데, 솔리드 컬러는 0에 가까우며 주변에서 흔히 볼 수 있는 자동차 도장 컬러는 통상 12 이상의 수치를 나타낸다. KOCETAL® MC301LO2는 Flop index 12 이상을 만족하여 높은 수준의 금속 질감과 다양한 컬러의 소재를 제공한다. 코오롱플라스틱은 KOCETAL® MC301LO2 소재를 통해 친환경 모빌리티용 부품 및 고급 생활가전 용품 등 다양한 application으로의 적용 확대를 통해 POM 분야의 Global Major Player로 성장해나갈 것을 기대하고 있다.
취재부 2021-10-06
기사제목
- 최적화된 토글링크 설계로 1.49초대 드라이 사이클 타임 실현! 지난 9월 1일(수)에 오픈한 LS엠트론㈜(이하 LS엠트론) 디지털 쇼룸(https://show-lsinjection.com)에서 첫선을 보인 전동식 신제품 ‘the ONE*-E’의 관련 업계 호응이 매우 뜨겁습니다. 최적화된 토글링크 설계로 1.49초대의 드라이 사이클 타임을 실현한 LS엠트론의 ‘the ONE*-E’에 대해 자세히 알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다. High Cycle, 최적화된 토글 메커니즘의 ‘the ONE*-E’하이 사이클(High Cycle) 및 더 정밀한 성형에 대응할 수 있는 the ONE*-E는 최적화된 토글 메커니즘을 통해 링크 속도비가 30% 빨라졌다는 특징을 가지고 있으며, 170톤급 기준으로 드라이 사이클 타임이 1.49초대가 실현되어 관련 업계에서의 호평이 이어지고 있습니다. 또한, C-Curve 제어를 통해 저진동으로 동작해 충격을 저감시키고, 가속 성능이 더욱 향상된 the ONE*-E는 대리드 고속 B/S 장착을 통해 빠른 형개폐 동작을 할 수 있는 the ONE*-E는 타이바 센서(OPT)로 형체력 모니터링 기능, 형체력 자동 보정 기능, 스프링 금형용 자동 영점 조정 모드 기능, 형체력 최적화 제어 기능 등이 가능합니다. 그 외에도 듀얼 센터 프레스 다이(Dual Center Press Die) 구조로 승압 시 형판 변형량을 최소화하고, 금형 면압 분포 향상 및 금형 수명을 연장시킬 수 있습니다. 정밀 서보 제어로 재현성 향상!the ONE*-E는 고강성 일체형 주물 구조로 내구성 향상 및 정밀한 사출제어 가능 구조로 이루어졌는데, 박육 성형을 위한 사출가속 시간을 78ms에서 20ms로 74% 단축시켰으며, 저관성 설계를 통한 회전체 관성 74%를 저감했습니다. 또한, 디지털 로드셀의 접목으로 측정제어 주기의 향상은 물론, 고속/고정도 압력 제어로 재현성이 더욱 좋아졌습니다. 그 외에도 사출 구동부의 LM가이드 적용으로 마찰이 적어졌으며, 뛰어난 가속성과 정밀 제어가 실현되었습니다. 정밀한 사출압력 및 계량 제어를 통해 편차를 최소화한 동 제품은 서보모터 엔코더 분해능을 17bit에서 20bit로 증대시키고, 드라이브 제어주파수 응답성을 3.7배 향상시켰으며, Ethercat 통신주기를 2배 단축시켰다는 강점을 가지고 있습니다.사용자 친화적인 인터페이스 구성으로 고객의 편의 기능 확대성능과 사용자 편의성 개선을 위한 사양을 업그레이드한 the ONE*-E는 기존 single core CPU로 main으로 HMI 처리하고, 차세대 dual core CPU로 변경 및 main, HMI CPU 분리해 CPU 부하를 개선, 다양한 모드를 추가했습니다.또한, 형체력 최적화 모드, 형체 고속 저진동 프로파일 모드, 사출 고속 모드, 보압 패턴 선택 모드, 계량 완료시 잔압 제거 모드 등을 추가했으며, PDF 뷰어, 그래픽 설정 기능, 유지 보수 알림 기능, 전력량 모니터링 기능 등을 통해 사용자의 편의를 증대했습니다. 그 외에도 the ONE*-E는 기존모델 5453×1499×1853에서 5281×1495×1800로 172㎜ 단축시켜 보다 콤팩트(Compact)한 사이즈를 자랑합니다.보다 자세한 내용을 확인하고 싶으시면 LS엠트론 디지털 쇼룸(https://show-lsinjection.com)을 방문해주세요. the ONE*-E를 비롯한 다양한 제품을 언제, 어디에서나 직접 눈으로 확인하실 수 있으십니다.문의: LS엠트론㈜ 사출사업부 공식 홈페이지 www.lsinjection.comLS엠트론 디지털 쇼룸 https://show-lsinjection.com
이명규 2021-10-06
기사제목
- 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물을 3일~1주일 안에 빠르게 찾아낼 수 있는 키트 개발, 특허 출원 및 논문 ‘Green Chemistry’ 게재플라스틱 분해 미생물을 쉽고 빠르게 찾아낼 수 있는 키트가 개발됐다. 키트를 통해 플라스틱을 분해할 수 있는 미생물을 많이 확보하면, 향후 플라스틱 쓰레기를 친환경적으로 처리할 수 있을 것으로 기대된다.코로나19로 인해 마스크와 일회용품 사용이 급격히 늘어나면서 플라스틱 쓰레기 문제가 심각해지고 있다. 플라스틱은 화학적으로 매우 안정해서 자연에서 분해가 잘되지 않는다. 즉, 대부분의 미생물들은 플라스틱을 먹이로 삼지 않는다. 하지만 특정 미생물들은 분해 효소를 분비해 플라스틱을 영양분으로 섭취한다. 지구에는 인간이 아직 밝혀내지 못한 미생물이 90% 이상 존재하기 때문에 어디에 플라스틱 분해 미생물이 있을지 모른다. 따라서 전 세계적으로 수많은 연구진이 석유계 플라스틱을 분해하는 미생물을 찾기 위해 고군분투하고 있다.기존에 이 미생물들을 찾는 방법은 수년에서 수십 년의 시간이 걸렸다. 플라스틱 조각을 흙이나 강·바다에 놓고 썩을 조짐이 보일 때까지 기다린 다음, 그것을 꺼내 썩은 부분 주위의 미생물들을 채취하고 배양하는 방법이다. 플라스틱은 잘 썩지 않기 때문에 시간이 오래 걸리고 어려웠다. 그런데 플라스틱 분해 미생물을 빠르고 간편하게 찾아낼 수 있는 스크리닝 키트를 한국화학연구원 오동엽·신기영 박사팀이 개발했다. 이 키트를 활용하면 1주일 안에 플라스틱을 분해하는 미생물들을 찾아낼 수 있다. 스크리닝 키트는 손바닥 크기의 둥근 샬레다. 우선 빈 샬레에 미생물이 살 수 있는 얇은 땅(배지)*을 깐다. 그 위에 플라스틱**을 녹인 용액을 스프레이로 뿌려 마이크로 사이즈로 코팅한다. 그다음 수많은 미생물이 살고 있는 강물이나 해수, 흙탕물 등을 뿌리면 이 안의 특정 미생물들이 플라스틱 코팅된 부분을 먹어 치운다. 플라스틱이 없어지면 배지만 드러나 이 부분 색깔이 투명해진다. 투명해진 부분에 있는 미생물들을 도구로 조심스럽게 긁어서 채취한다. * 빈 샬레에 미생물이 생명을 유지할 수 있도록 도와주는 소금 등이 포함된 말랑말랑한 젤리 재질의 한천을 깐다. 보통 미생물을 키우기 위해서는 설탕 등이 들어간 영양이 풍부한 먹이를 제공하는데, 이 키트에서는 최소한의 생명만 유지할 수 있도록 환경을 만들었다. 배지의 먹이가 풍부하면 미생물들이 다 잘 자라기 때문에 플라스틱을 먹을 수 있는 미생물만 골라내기 힘들기 때문이다. ** 석유계 플라스틱(PS, PET, PE 등), 바이오 플라스틱(PLA, PBS, PBAT, PHA 등) 모두 가능하다이 모든 과정은 일주일 안에 끝난다. 플라스틱을 작은 크기인 직경 20 마이크로* 미만의 사이즈로 코팅했기 때문에 표면적이 넓어 미생물이 빠르게 분해할 수 있기 때문이다. 또한 플라스틱을 영양분으로 삼은 미생물이 짙은 농도로 번식하고 생장하는 것을 육안으로 확인할 수 있어 추출도 간편하게 할 수 있다. * 100만분의 1m키트를 통해 연구팀은 플라스틱 필름을 분해할 수 있는 미생물을 하수 처리장 및 토양으로부터 3일 이내에 추출해냈다. 추출한 미생물을 배양한 곳에 1㎝×1㎝ 면적의 100마이크로 두께 필름을 넣으면 2주 안에 분해되는 것을 확인했다. 본 성과는 국내 특허 출원 후 국제학술지 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry, IF: 10.182)’ 7월호에 ‘A micro-spray-based high-throughput screening system for bioplastic-degrading microorganisms’ 제목으로 논문 뒤표지에 선정됐다.향후 연구팀은 이 키트를 활용해 플라스틱 분해 미생물 균주를 다양하게 확보하고 대량 생산하기 위한 연구를 진행할 계획이다. 또한 미생물들이 어떤 메커니즘으로 플라스틱을 분해하는지 등을 연구해 생분해 플라스틱 제조 기술에도 활용할 예정이다. 연구책임자 오동엽 박사는 “플라스틱 자연 분해는 미생물을 대량으로 생산하는 공정, 유통하고 공급하는 과정 등이 선행되어야 하기 때문에 당장 상용화되기는 어렵다. 하지만 기후변화가 심각해지고 있어 향후 플라스틱 분해 미생물들의 가치가 높아질 것으로 예상한다. 해외 연구실들은 플라스틱 분해 미생물 리스트를 외부에 공개하지 않고 국가적 자산으로 확보하고 있다. 우리나라도 분해 미생물들을 확보하는 것이 중요한데, 이 키트가 상용화되면 국내 연구실들이 플라스틱 분해 미생물을 빠르고 쉽게 찾는 데 도움을 줄 수 있을 것이다”라고 말했다. 본 연구는 과학기술정보통신부의 한국화학연구원 주요 사업, 산업통상자원부의 바이오산업핵심기술개발사업과 시스템산업거점기관지원사업으로 수행되었다. 
취재부 2021-10-05
기사제목
- 컴퓨터 코딩 없이 사용자의 데이터를 활용하여 인공지능 모델을 만들 수 있는 웹기반 환경 제공- 알고리즘 자동 추천 기능, 하이퍼파라메터 최적화 자동 수행 등 사용자 편의 기능 반영   한국화학연구원(원장 이미혜, 이하 ‘연구원’) 화학데이터기반연구센터(이하 ‘연구센터’)는 사용자의 데이터를 자유롭게 활용하여 인공지능을 연구에 활용할 수 있는 웹기반 인공지능 플랫폼 ‘ChemAI’를 구축하였다. ‘ChemAI’를 통해 인공지능에 대한 경험이 전혀 없는 연구자도 자신의 연구 데이터를 활용하여 컴퓨터 코딩 없이 인공지능 연구를 수행할 수 있게 되었다.본 서비스는 8월 30일부터 ‘ChemAI’ 웹사이트를 통해 시범서비스를 시작한다.* ChemAI 웹사이트 : http://www.ai.chemdx.org   ChemAI의 웹페이지 홈 화면 http://www.ai.chemdx.org   ‘ChemAI’는 화학 데이터에 특화된 인공지능 플랫폼으로, 플랫폼을 통해 인공지능 알고리즘에 화학 데이터들의 상호 관계를 학습시키고, 이를 통해 가상의 화합물의 화학적 특성을 예측하는 모델을 만들 수 있다. 이러한 인공지능 모델은 미지의 화합물에 대해 실험적인 합성이나 분석 없이 화합물의 특성을 예측할 수 있게 한다. 특히, ‘ChemAI’는 화학 분야의 데이터에서 주로 사용되는 화합물의 조성, 분자구조, 결정구조 등 사용자의 데이터를 웹사이트에서 사용자가 직접 업로드하여 편하고 쉽게 사용하도록 구성되어 있다. 그런데, 화학 데이터에 인공지능을 적용하기 위해서는 화합물을 이루는 원소의 특성이나 화합물의 구조 정보 처리를 위한 코딩이 필수적이다. 따라서 어려운 코딩 문제로 인공지능을 연구에 활용하지 못하는 경우가 많았다. 하지만, ‘ChemAI’틀 통해 컴퓨터 코딩 없이 사용자가 자신의 데이터를 자유롭게 활용하여 쉽게 인공지능 예측 모델을 만들 수 있게 되었다.     그리고 ‘ChemAI’에서 제공되어 있는 16개의 인공지능 알고리즘을 활용하여 사용자의 데이터 특성(화합물조성, 분자구조, 결정구조, 이미지 등)에 따라 적절한 인공지능 알고리즘을 자동으로 추천해 주는 기능을 가지고 있어, 맨 처음 인공지능을 활용하는 사용자들에게 가이드라인을 제공하고 있다.또한, 코딩 문제와 더불어 인공지능을 처음 접하는 연구자들에게 중요하면서도 어려운 하이퍼파라메터 최적화* 문제를 돕기 위해, 본 플랫폼에서는 인공지능 알고리즘에 따른 하이퍼파라메터 최적화를 자동으로 수행하여 인공지능 모델을 만들어 주는 기능을 탑재하였다. 이를 통해 알고리즘에 대한 깊은 이해 없이도 쉽게 인공지능 예측 모델을 만들 수 있는 환경을 제공한다.* 하이퍼파라메터 최적화: 인공지능 알고리즘을 구성하기 위한 설정값을 하이퍼파라메터라 하며, 이를 최적화하여 인공지능 예측 성능을 극대화함 한편, ‘ChemAI’에서 제공하는 인공지능 알고리즘 중에는 연구센터에서 자체 개발한 ‘DopNet(도프넷)’ 알고리즘을 포함하고 있다. ‘DopNet’ 알고리즘은 화학적으로 도핑*된 소재의 물성 예측에 특화된 인공지능 알고리즘으로, 개발 및 응용연구 결과는 계산 재료 분야의 권위 있는 학술지인 ‘npj Computational Materials’ 저널(IF=12.4)에 발표되어 그 성과의 우수성을 인정받았다.* 화학적 도핑: 소재 개발 시 우수한 소재 특성을 만들기 위해 원재료에 다른 종의 원소를 소량 첨가하여 원재료의 물성을 조정하는 것     화학연 이미혜 원장은 “‘ChemAI’는 국내에서 최초로 공개되는, 화학 분야에 특화된 인공지능 플랫폼으로, 산·학·연 연구자들에게 인공지능 활용의 문턱을 낮추어 연구 데이터를 활용한 인공지능 연구를 활성화시키는 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.”라고 말했다.향후에도 연구센터에서는 화학 분야에 특화된 인공지능 알고리즘 개발 및 응용의 지속적인 연구를 통해 ‘ChemAI’에 새로운 기술을 탑재하여 플랫폼의 성능을 고도화시켜 나갈 예정이다. ‘ChemAI’ 플랫폼 활용에 대한 시연은 ‘ChemAI’에서 동영상으로 제공되고 있으며, 유튜브 ‘Data-KRICT’ 채널의 ‘ChemAI 소개’로 쉽게 찾아볼 수 있는 동영상을 제공하고 있다.이번 연구는 한국화학연구원 주요 사업 지원으로 수행되었다. 연구책임자 : 장현주 박사○ 소속: 한국화학연구원 화학플랫폼연구본부 화학데이터기반연구센터○ 전화: 042-860-7364 ○ 이메일: hjchang@krict.re.kr 핵심 참여 연구진: 장승훈(jang@krict.re.kr)○ 한국화학연구원 화학데이터기반연구센터 연구원핵심 참여 연구진: 나경석(ngs0@krict.re.kr)○ 한국화학연구원 화학데이터기반연구센터 전문연구요원    
편집부 2021-09-22